Processamento dos dados

Nesta etapa as imagens no formato BMPIDRISI foram georreferenciadas. A imagem do recorte da carta topográfica (M. H. da Sanga da Restinga), através do módulo: Entrada de dados – Edite nesta etapa foram digitalizados os valores dos pixels da imagem e sua posterior relação com as coordenadas UTM e salvo no arquivo de formato Arquivo de correspondência (. COR).

Conforme o Quadro 4, se observa que nas duas primeiras colunas se tem o valor dos pixels da imagem, na coluna X (antigo x) e na coluna

Y (antigo y), já na terceira e na quarta coluna se tem os valores das coordenadas UTM em Novo x valor de UTM no sentido Leste – Oeste e em Novo y valor UTM no sentido Norte – Sul.

Nesta etapa de digitação destes valores foi digitado o menor e o maior valor dos pixels, os quais no futuro terão outros valores que serão os valores de coordenadas UTM.

QUADRO 4 – Pontos de controle usados na transformação.

Antigo X Antigo Y Novo X Novo Y Residual

64.4 2066.66 266000 6702000 0.09127 57.39 1667.7 266000 6700000 0.50294 51.35 1269.4 266000 6698000 0.27996 45.45 870.65 266000 6696000 0.15484 39.39 471.74 266000 6694000 0.36373 33.39 73.71 266000 6692000 0.16815 433.34 65.74 268000 6692000 0.25494 832.5 57.22 270000 6692000 0.51741 1232.1 49.85 272000 6692000 0.29259 1237.74 447.95 272000 6694000 0.16032 1243.75 846.6 272000 6696000 0.07889 1250.38 1245.54 272000 6698000 0.53647 1256.3 1643.43 272000 6700000 0.35915 1262.44 2042.5 272000 6702000 0.29944 863.79 2050.59 270000 6702000 0.22488 464.98 2058.26 268000 6702000 0.59245

O software Idrisi 32 informou que estes valores possuem um erro médio quadrático de 0.343007 pixel, sendo que valores abaixo de três ou dois são considerados pelo Idrisi 32 como valores precisos, neste caso a georreferência alcançou uma ótima precisão.

A etapa posterior foi georreferenciar a imagem através do módulo Reformate – Reamostre, indicando o sistema de coordenadas a ser utilizado no projeto, no caso, o sistema UTM 22s onde que foi feito a transformação dos valores dos pixels da imagem da coordenada iniciada em zero (0, 0) para as coordenadas com os novos valores UTM.

Esta transformação de valores deverá obter um erro linear quadrático abaixo de 3, que no caso foi ajustado ficando abaixo de 1, de acordo com a quinta coluna do Quadro 4 (residual), segundo o programa Idrisi 32.

A imagem da Microbacia Hidrográfica da Sanga da Restinga após ter sido georreferencida foi exportada através do módulo Arquivo - Exportação - Imagem - Formatos de Editoração eletrônica – BMPIDRISI, no caso a imagem foi transformada para o formato BMP para a leitura em outros programas. A próxima etapa foi a importação desta imagem para o programa Cartalinx através do módulo Arquivo - Conversões de Imagem, onde mesma etapa acrescenta-se o arquivo de paleta do arquivo BMP, isto significa que junto com a imagem vem a georreferência da imagem.

Feita esta etapa de importação, a etapa posterior foi à digitalização das linhas de redes hidrográficas, curvas de nível, estradas e limite da microbacia hidrográfica. Nesta mesma etapa de digitalização foi dado o valor para as linhas de cada arquivo de linha no formato LNX, realizado através do módulo: propriedades Características - Usuário Numérico

Para retornar estes arquivos de linhas para o Idrisi 32 exportou-se do Cartalinx através do módulo Arquivo - Características de Exportação, no qual foram exportados para o Idrisi 16 bytes como arquivo VEC do tipo arcos incluindo linhas. Posteriormente foram transferidas para o Idrisi 32, através do módulo Arquivo - Arquivo de Idrisi Conversões 16/32 repassando os dados dos arquivos linhas junto com o arquivo.

Após estas etapas, se têm todos os arquivos VCT (extensão dos arquivos linhas no Idrisi 32) georrefereciados. Na próxima etapa fez-se o mapa clinográfico, que através do módulo Reformate - Conversão de Vetor para raster – Linhas rasterizou-se os arquivos linhas de curvas de nível e, posteriormente, através do módulo Entrada de dados -

Superfície – Rasterizar toda a imagem segundo os valores das curvas de nível – criou-se um mapa altimétrico da M. H. da Sanga da Restinga.

O mapa de declividades foi criado através do módulo Análise de GIS - Operadores de Contexto - Superfície, e consiste em um mapa com elevações em porcentagens de declividades que vão de 0 a mais de 2500% na legenda, mas na imagem só aparecerá valor existente na realidade, que são valores de 0 até mais ou menos 50%.

Após a elaboração do mapa de declividades classificou-se este em intervalos de declividades, conforme o Quadro 5.

QUADRO 5 – Reclassificação da imagem. Novo valor A todos os

valores de Até valores menores que 0 1 5 1 5 12 2 12 30 3 30 47 Entrada da imagem 4 47 2500 Saída da imagem

Esta classificação foi feita através do módulo Análise de GIS - Banco de dados – Reclassificar, usando a definição de classes conforme descrito no quadro 05, no qual tem-se uma imagem de entrada, o mapa de declividades, que por sua vez foi classificado dando origem a uma nova imagem.

Esta etapa encerra o período de tratamento de imagens com arquivos VEC do tipo arcos incluindo linhas, tendo como resultado o mapa de declividades um arquivo do tipo raster (RST e RDC).

A etapa de tratamento das imagens Landsat 7 consiste na indicação de nove pontos de georreferenciamento dentro da imagem, conforme o Quadro 06, indica os valores dos pixels da imagem com origem zero (0, 0) nas linhas Y e nas colunas em X e seus novos valores

a serem assumidos na coordenada X no sentido Leste – Oeste e na coordenada Y no sentido Norte – Sul.

Esta digitalização de valores foi feita através do módulo Entrada de dados - Edite e salvo no arquivo de formato Arquivo de correspondência (COR), conforme o Quadro 5, da primeira até a quarta coluna.

QUADRO 6 – Pontos de controle usados na transformação.

Antigo X Antigo Y Novo X Novo Y Residual 119.23 284.77 267341.41 6696838.4 0.069717 231.34 371.59 270600.87 6699668.36 1.529396 210.82 366.99 270050.51 6699444.57 1.278701 296.45 328.89 272532.26 6698438.83 0.222573 159.9 193.32 268674.46 6694152.98 0.723454 159.63 191.59 268674.42 6694144.75 0.75971 185.47 453.75 269118.65 6702019.34 0.88267 182.41 462.49 269027.12 6702207.5 1.403261 154.3 436.67 268122.91 6701448.13 1.106201 148.49 409.71 268035.66 6700612.5 0.552242

O software Idrisi 32 informou que estes valores possuem uma média de erro médio quadrático de 0.969844 pixel, sendo que valores abaixo de três ou dois são considerados pelo Idrisi 32 como valores precisos, neste caso a georreferência alcançou uma boa precisão.

A etapa posterior foi georreferenciar a imagem através do módulo Reformate - Reamostra, indicando o sistema de coordenadas a ser utilizado no projeto, no caso o sistema UTM 22s, que foi feito à transformação dos valores dos pixels da imagem da coordenada iniciada em zero (0, 0) para as coordenadas com os novos valores UTM, tendo como resultado um erro quadrático abaixo de 2 pixels, conforme a última coluna do Quadro 06.

Tendo realizado esta etapa em todas as imagens do Landsat 7, partiu-se para a composição do cálculo de NDVI (Índice Normalizado de Vegetação) (Purevdorj et all, 1998) NDVI= NIR (infravermelho próximo) – RED (vermelho)/NIR+RED, sendo que NDVI= banda 4 – banda 3/banda 4

+ banda 3, este cálculo foi feito através do módulo: Análise do GIS - Operador Matemático - Calculadora de Imagem, que consiste primeiramente na subtração dos pixels da banda 4 com a banda 3 e posterior divisão pela soma dos pixels das mesmas bandas.

O mapa de Vegetação consiste em um mapa quantitativo classificado de modo supervisionado, que através do módulo Digitalize, se digitalizou os polígonos com as seqüências de cobertura de solo, sendo que o polígono 1 apresenta amostras de corpos de água, o polígono 2 amostras de vegetações arbóreas, o polígono 3 vegetações arbustivas, o polígono 4 campos, polígono 5 solo com pouca vegetação e o polígono 6 com solo totalmente exposto.

Segundo Rocha (2001), a vegetação na superfície terrestre está dividida em cinco grupos: as vegetações arbóreas, plantas lenhosas de grande porte, as vegetações arbustivas, vegetais ramificados desde a base que crescem aproximadamente até cinco (5) metros e possuem lenho, as herbáceas as quais consistem em vegetais sem parte lenhosa (madeira) de pequeno porte, as gramináceas e as monocotiledôneas e os vegetais inferiores, tais como algas, liquens, cogumelos, bactérias, fungos e musgos. A classe das herbáceas, gramináceas e vegetais inferiores foram incluídas na classe a de campos.

Conforme o observado na imagem do NDVI o polígono 1, corpos de água inclui açudes e pequenos bebedouros em campos; o polígono 2, vegetações arbóreas, nesta classe estão matas de eucaliptos e matas nativas bem desenvolvida; em vegetações arbustivas, polígono 3, estão nesta classe capões pouco desenvolvida presente principalmente nas margens dos cursos d’água, como vegetação de proteção das margens; no polígono 4, campos, nesta classe estão incluso campos nativos e plantação de pastagens; no polígono 5, solo com pouca vegetação, significa solo arado com inicio de vegetação, ou melhor vegetação pobre em fase inicial; por último o polígono 6, solo totalmente exposto, neste

estão incluído as áreas de cultivo, áreas recentemente arada sem vegetação.

A etapa posterior foi indicar o significado de cada polígono e relacionar com as bandas utilizadas para o cálculo de NDVI, feito através do módulo: Processar Imagem - Desenvolvimento de Assinatura – Refazer, após esta etapa partiu-se para a classificação, baseada nas amostras extraídas anteriormente, através do módulo Processar Imagem – Classificadores – Maxlike – realizou-se a classificação de acordo com as classes indicadas anteriormente.

Ambos os mapas apresentam uma resolução de cinco (5) metros que foram transformados no módulo Reformate – Projeto e após foram cruzados, sendo que o primeiro foi o Mapa Clinográfico da M. H. da Sanga da Restinga e o segundo foi o Mapa de Vegetação da M. H. da Sanga da Restinga. Este procedimento foi realizado através do módulo Análise do GIS - Questão de Banco de dados - Revista onde se multiplicou as classes de um mapa com as do outro mapa, dando origem a trinta classes.

Enfim com os mapas prontos o passo seguinte foi a realização do recorte da M. H. da Sanga da Restinga, realizada através da atribuição de valores para o polígono recortado. A parte exterior do polígono possui valor zero (0) e a parte interior valores um (1) que multiplicado pela imagem posterior resultará na imagem recortada, os valos dos pixels da imagem que foram multiplicados por zero (0) resultaram em zero (0), que no caso o exterior do polígono; já os valores de um (1) no interior do polígono multiplicado pelos pixels da imagem resulta no próprio valor da imagem, de acordo com a Figura 2 abaixo.

Para a realização do recorte da imagem, conforme descrito no parágrafo acima, primeiramente, através do modulo Reformate – Raster/Vetor - Conversão – Polígonos, rasterizou-se o polígono, que posteriormente no módulo Entrada de dados - Inicial transportou-se a imagem do polígono rasterizado para os parâmetros da imagem a ser

recortada, conforme a Imagem 1 da Figura 2, o passo final para o recorte da imagem realizou-se através do módulo Análise do GIS - Questão de Banco de dados - Revista onde se multiplicou a Imagem 1 pela imagem 2 dando origem a M. H. da Sanga da Restinga na Imagem 3

FIGURA 2 – Sistema de recorte de imagem.

Os recortes das imagens foram feitos no final do trabalho porque todos os mapas tiveram a sua resolução modificada para cinco metros (5 m) para melhorar a aparência da impressão, feito através do módulo Reformate – Projeto.

Para a construção do mapa do cruzamento entre área de preservação permanente e Vegetação foi transformado o arquivo linha da rede hidrográfica para a forma de raster através do módulo Reformate - conversão de Raster/Vetor - Linhas e, posteriormente, teve a transformação da sua resolução para cinco (5) metros através do módulo Reformate – Projeto. Feita esta etapa partiu-se para a rasterização ao longo da rede de drenagem, a qual foi de 30 em 30 metros através do módulo: Análise do GIS - Operador de Distância - Pára-choque.

O modelo numérico do terreno foi criado através do módulo: Interpolação de superfície - Interpolação de MNT - MNT, que deu origem a três imagens, conforme a Figura 3. A Imagem 1 refere-se à transformação das curvas de nível em pontos com os valores das próprias curvas de nível; já a Imagem 3, resultado da interpolação dos pontos da Imagem 1, possui uma grade triangular que para cada vértice do triângulo

são armazenados atributos de localização de coordenadas (x, y) e o atributo z que corresponde o valor da elevação do terreno. A última imagem, resultado da Imagem 2, é a forma raster com valores de elevações do terreno, na Imagem 3.

FIGURA 3 – MNT do terreno.

No módulo: Exibição – Em Três Dimensões criou-se uma imagem em 3 D (três dimensões) utilizando a Imagem 3, da Figura 03, como modelo de elevação e, posteriormente, foi colocada na superfície uma imagem pancromática, resultado da composição da banda do azul, verde e vermelho. Os ângulos utilizados na imagem foram de 0° Norte na superfície e 50° no sentido horizontal.

O primeiro cruzamento de mapa foi feito através do módulo cruzamento, o qual criou o mapa do cruzamento entre mapa clinográfico e vegetação e obteve-se trinta classes. Novamente fizeram-se novos mapas através do módulo: calculador de imagens: álgebra e modelos lógicos de mapa – expressão lógica – apenas os valores menores, onde se criou um total de oito mapas, acrescentando valores de um (1) para cada uma das classes, sendo elas:

- Solo totalmente e parcialmente exposto em declividades superiores a 47% de declividade;

- Solo totalmente e parcialmente exposto em declividades até 30%;

-campos;

- vegetações arbustivas com declividades superiores a 47%; - vegetações arbustivas até 30% de declividade;

- vegetações arbóreas com declividade superior a 47%; - vegetações arbóreas até 30% de declividade;

-corpos de água.

Concluída esta etapa cruzaram-se todos estes mapas, total de oito, através do módulo: cruzamento, obtendo um único mapa com todas as classes citadas anteriormente.

5 ANÁLISE DOS RESULTADOS

O tratamento digital das imagens do satélite Landsat 7, Sensor ETM+. Para a identificação do NDVI utilizaram-se as bandas 3 e 4, sendo que a banda 3 corresponde a os comprimentos de onda na região do visível no vermelho de 0,63 µm a 0,69 µm, e a banda 4 corresponde ao comprimento de onda do infravermelho próximo de 0,76 µm a 0,90 µm. Ambas as bandas possuem uma resolução de 30 metros, que para a melhor apresentação dos mapas, foram reamostradas para 5 metros.

Conforme disposto na revisão bibliográfica, Rouse et al (1973) apresenta o Índice de Vegetação de Diferença Normalizada (NDVI) o qual consiste na subtração da banda do infravermelho próximo da banda do vermelho que por, sua vez, é dividido pelo resultado da soma da banda infravermelho próximo com a banda do vermelho. O resultado é a quantidade de vegetação, o vigor da vegetação.

As folhas das plantas absorvem comprimentos de onda na região do visível, no caso a banda 3 do vermelho, ao contrário a banda 4 do infravermelho próximo se espalha conforme aumenta o IAF. Há vários fatores que influem no espalhamento dos comprimentos de onda na região do infravermelho próximo, conforme a revisão bibliográfica no capitulo anterior, mas, de um modo geral, quanto mais exuberante a vegetação maior será a absorção nos comprimentos de onda na região do vermelho e maior a reflectância na região do infravermelho.

Observa-se que esta área de estudo possui uma atividade agrícola pouco expressiva com o predomínio do uso com campos e pastagens distribuídas de modo uniforme em toda a sua extensão; a atividade agrícola está mais concentrada ao Norte e Noroeste da M. H.

A parte Norte na jusante da M. H. possui um corpo de água bastante expressivo cuja classificação esta incluída como tal devido à enchente ocorrida no Rio Vacacaí-Mirim na qual esta B. H. deságua. Em épocas de enchente a água atinge até às proximidades da estrada de

ferro presente ao Norte da M. H. No Nordeste desta M. H. tem-se a área urbana do Município de Restinga Seca.